Vibrazioni e perdita di potenza del trapano pneumatico: i materiali di consumo che stai trascurando
Un trapano pneumatico per roccia che vibra così forte da intorpidire le mani non è solo scomodo, ma si sta autodistruggendo. Ogni minuto di vibrazione eccessiva martella i componenti interni, ovalizzando i fori che dovrebbero essere rotondi e trasformando le tolleranze di precisione in spazi vuoti. Ed ecco cosa spesso sfugge alla risoluzione dei problemi: la causa principale raramente si trova all'interno del corpo del trapano. Si trova all'estremità operativa, dove l'adattatore del gambo si unisce all'asta di perforazione e quest'ultima entra in contatto con la roccia.
Prima di smontare il trapano o chiamare il meccanico, controlla prima queste tre cose economiche.
Il problema della gamba d'aria: di solito è una guarnizione da cinque dollari
Se la sezione pneumatica di un trapano pneumatico portatile perde spinta (alimentandosi debolmente, ritraendosi lentamente o non mantenendo la punta stabile contro il piano di lavoro), il problema risiede quasi sempre nelle guarnizioni. Non nell'alimentazione dell'aria. Non nel compressore. Nelle guarnizioni.
Le perforatrici ad aria compressa funzionano pressurizzando un cilindro che estende un pistone, spingendo la trivella in avanti contro la parete rocciosa. Questa pressione è contenuta da una serie di guarnizioni e tenute in gomma lungo i collegamenti tra lo stelo del pistone e il cilindro. Dopo centinaia di ore di funzionamento, in un ambiente pieno di polvere di roccia, spruzzi d'acqua e vibrazioni, questi componenti in gomma si induriscono, si screpolano e perdono la loro capacità di mantenere la pressione.
Il punto di guasto più comune è la guarnizione principale della gamba del cilindro: la guaina o il diaframma in gomma che separa il lato ad alta pressione da quello a bassa pressione. Quando si guasta, l'aria penetra internamente e, invece di spingere il pistone in avanti, circola inutilmente tra le camere. La gamba del cilindro risulta debole, la punta non mantiene la posizione e l'operatore si ritrova a dover fare sforzo per compensare, il che introduce tutta una serie di nuovi problemi di allineamento del foro e di caricamento della punta.
La soluzione è semplice: smontare il condotto dell'aria (è un lavoro di dieci minuti con attrezzi di base), ispezionare ogni guarnizione e sostituire tutto ciò che è indurito, incrinato o anche solo leggermente deformato. Si tratta di parti di consumo. Sono progettate per essere sostituite. Far funzionare un trapano con guarnizioni deteriorate per risparmiare denaro è come guidare un camion con pneumatici lisci: il risparmio svanisce nel momento in cui qualcosa si rompe in modo catastrofico.
Già che ci sei, controlla la valvola direzionale: il piccolo componente scorrevole che controlla l'estensione e la retrazione della gamba. Se il foro della valvola è graffiato, o se l'anello elastico che la tiene in posizione è mancante o usurato, la gamba si comporterà in modo anomalo: si estenderà quando dovrebbe ritrarsi, si ritrarrà quando dovrebbe rimanere ferma, oppure si muoverà in modo imprevedibile. Sostituire una valvola usurata costa pochi euro e richiede circa lo stesso tempo di cambiare una punta da trapano.
Problema di vibrazione: i materiali di consumo sono usurati
Quando un trapano pneumatico vibra in modo anomalo – oscillando da un lato all'altro, con la punta che si sposta dal punto di mira e l'intera macchina che trema a ogni colpo – l'istinto è quello di dare la colpa al meccanismo di percussione interno. A volte è vero. Più spesso, però, il problema risiede nella parte anteriore.
Iniziate con l'adattatore per il gambo.L'adattatore per il gambo della punta del trapano, ovvero il componente che si interpone tra il mandrino e l'asta, svolge due funzioni fondamentali: riceve l'impatto del pistone e lo trasmette all'asta, e mantiene quest'ultima centrata e stabile durante la rotazione. Il foro interno dell'adattatore si adatta perfettamente al gambo dell'asta, con un gioco che si misura in genere in decimi di millimetro.
Quando il foro dell'adattatore si usura (e si usura a ogni colpo, a ogni rotazione, a ogni minuto di perforazione), il gioco aumenta. L'asta non è più centrata nell'adattatore. Ogni impatto spinge leggermente l'asta fuori asse e, tra un colpo e l'altro, l'asta sbatte nel foro sovradimensionato. Questo sbattimento è ciò che si percepisce come vibrazione nel corpo del trapano.
Una volta iniziato il processo, l'usura accelera. Un'asta anche solo leggermente allentata nel foro dell'adattatore sbatte contro le pareti dell'adattatore a ogni colpo, deformando ulteriormente il foro. Le vibrazioni peggiorano, accelerando l'usura, che a sua volta peggiora le vibrazioni: un circolo vizioso che si conclude con un adattatore per asta che non svolge più la sua funzione.
Estraete l'adattatore e ispezionate il foro interno. Se sentite una cresta o vedete un gradino visibile nel punto in cui si innesta il gambo dell'asta, l'adattatore è usurato oltre il suo limite di utilizzo. Se l'asta si muove lateralmente all'interno dell'adattatore quando è in posizione, anche solo leggermente, il gioco è eccessivo. Sostituite l'adattatore. Un nuovo adattatore per gambo costa una frazione di quanto costerebbe la revisione di un trapano quando le vibrazioni hanno danneggiato irreparabilmente i componenti interni.
Quindi controlla l'asta di perforazione.Una barra che è stata in servizio per un certo periodo può sviluppare una curvatura invisibile a occhio nudo, ma devastante alla velocità di esercizio. Fate rotolare la barra su una superficie piana: un tavolo, un pavimento di cemento livellato, qualsiasi cosa sappiate essere dritta. Se riuscite a vedere uno spazio tra la barra e la superficie in qualsiasi punto, significa che è curva.
Un'asta piegata che ruota a 300 giri al minuto non si limita a praticare un foro storto, ma vibra violentemente. La forza centrifuga generata dalla piegatura tende a spostare l'asta dal centro a ogni rotazione, e questa forza viene trasmessa attraverso l'adattatore del gambo fino al corpo della punta. La vibrazione che si avverte è dovuta all'asta che lotta per mantenere una traiettoria rettilinea contro una geometria che non glielo permette.
Ed ecco il costo nascosto: un'asta piegata non si limita a vibrare. Carica l'adattatore del gambo in modo non uniforme, ovalizzando il foro dell'adattatore più rapidamente di quanto farebbe un'asta dritta. Carica la punta in modo non uniforme, usurando un lato della fila di tacche più velocemente dell'altro. Carica le boccole del mandrino in modo non uniforme, accelerandone l'usura. Un'asta piegata nella catena di perforazione moltiplica i danni su ogni componente con cui entra in contatto.
Il problema dell'angolo di supporto
Un altro aspetto relativo alle vibrazioni, facile da risolvere ma spesso trascurato, riguarda l'angolazione del supporto pneumatico rispetto al terreno. Se il supporto è inclinato troppo, quasi verticale sotto la trivella, non riesce ad assorbire il rinculo dei colpi del martello. La forza di spinta spinge la trivella verso l'alto anziché in avanti, e la reazione all'impatto la fa arretrare. Il risultato è un movimento oscillatorio che peggiora con l'aumentare della profondità del foro.
La soluzione è semplice: la gamba di supporto dell'aria dovrebbe essere posizionata con un'angolazione più bassa, più esterna rispetto al corpo della trivella, in modo che il vettore di spinta abbia una componente orizzontale maggiore che agisce sulla superficie di perforazione e una componente verticale minore. L'angolazione esatta dipende dall'angolo del foro e dalla configurazione della trivella, ma come punto di partenza, se la base della gamba è a portata di mano del corpo della trivella, probabilmente è troppo inclinata. Spostatela verso l'esterno e lasciate che la geometria si occupi di assorbire il rinculo.
Il controllo di cinque minuti che consente di risparmiare ore di inattività
Prima di iniziare ogni turno, passate la mano sul foro dell'adattatore del gambo. Fate rotolare le aste di perforazione su una superficie piana. Controllate che le guarnizioni del pistone pneumatico non presentino crepe visibili. Tre controlli, cinque minuti, ed eliminerete le tre cause più comuni di vibrazioni e perdita di potenza prima ancora di forare il primo foro. Gli utensili nella parte anteriore del trapano sono soggetti a sollecitazioni maggiori rispetto al trapano stesso. Manteneteli entro le specifiche e il trapano funzionerà senza problemi per tutto il turno.
